WO2001053716A1 - Courroie pour transmissions continues - Google Patents

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WO2001053716A1
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Inventor
Ken Kanokogi
Hideaki Yoshida
Original Assignee
Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16G—BELTS, CABLES, OR ROPES, PREDOMINANTLY USED FOR DRIVING PURPOSES; CHAINS; FITTINGS PREDOMINANTLY USED THEREFOR
    • F16G5/00—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section
    • F16G5/16—V-belts, i.e. belts of tapered cross-section consisting of several parts

Definitions

  • a pair of left and right ring slots formed in a large number of metal elements are supported by a pair of left and right metal rings each formed by laminating a plurality of endless metal rings, and are wound around a drive pulley and a driven pulley.
  • the present invention relates to a belt for a continuously variable transmission that transmits a driving force by being hung.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to enhance the durability of a metal element by devising the shape of the lower edge of the element body of the metal element.
  • a pair of left and right ring slots formed in a large number of metal elements are respectively supported by a pair of right and left metal ring aggregates in which a plurality of endless metal rings are stacked.
  • a belt for a continuously variable transmission that transmits a driving force by being wound around a drive pulley and a driven bully, wherein the metal element includes a neck portion sandwiched between a pair of left and right ring slots, Connected together An element body integrally connected below the neck, a pair of left and right saddle surfaces formed on the upper surface of the element body and supporting the lower surface of the metal ring assembly, and both left and right ends of the element body And a pair of left and right V-faces formed at the lower edge of the element body and formed with a pair of left and right recesses formed on the lower edge of the element main body.
  • the element body when a downward load is applied to the outer end d of the saddle surface from the metal ring assembly
  • the first line at the lower edge of the element body is determined so that the bending strength of the portion becomes constant in the left-right direction, and the second line connecting the lower end b of the V surface and the inner end c of the saddle surface in a straight line.
  • the position of the concave portion is set near the intersection e of the second line and the lower edge of the element main body portion by the first line inside the concave portion, and the element main body portion by the second line outside the concave portion.
  • a belt for a continuously variable transmission characterized by a sectioned lower edge is proposed.
  • the first line inside the recess at the lower edge of the element body of the metal element is moved to the outer end d of the saddle surface when a downward load is applied from the metal ring assembly to the element body. Since the transverse rupture strength is determined to be constant in the left-right direction, it is possible to prevent the stress from being concentrated on a part of the element body and reducing the durability.
  • the second line outside the recess at the lower edge of the element body of the metal element was determined to connect the lower end b of the V surface and the inner end c of the saddle surface in a straight line, the V line of the pulley Even if a load is applied to the metal element, it is possible to prevent an unnecessary moment from being generated on the element body or the saddle surface. Furthermore, by defining the intersection of the first line and the second line so that the angle of the V surface of the metal element does not change, the friction coefficient between the V groove and the pulley is secured, and abnormal wear occurs. Can be effectively prevented.
  • the triangle formed by the upper end a of the V plane, the lower end b of the V plane, and the inner end c of the saddle plane is an isosceles triangle having the same length of the side ca and the side cb.
  • Belts for continuously variable transmissions are proposed.
  • the triangle formed by the upper end a of the V surface, the lower end b of the V surface, and the inner end c of the saddle surface is an isosceles triangle, the triangle acts on the V surface of the element body from the V groove of the pulley.
  • the V-plane is moved in parallel by the applied load, thereby ensuring a sufficient friction coefficient between the V-plane and the V-groove of the pulley, and preventing the occurrence of abnormal wear more effectively.
  • FIG. 1 is a skeleton diagram of a power transmission system of a vehicle equipped with a continuously variable transmission.
  • FIG. 2 is a partial perspective view of a metal belt.
  • Fig. 4 is a front view of the metal element
  • Fig. 4 is a view in the direction of arrow 4 in Fig. 3
  • Figs. 5A and 5B are diagrams showing deformation of the metal element due to a load
  • Fig. 6 is a first view of the lower edge of the element body.
  • Fig. 7 illustrates the setting method of the line S1
  • Fig. 7 illustrates the setting method of the second line S2 at the lower edge of the element body
  • FIG. 8 illustrates the relationship between the parallelism of the V-plane and the friction coefficient.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between E and de, and FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining the operation when the position of the inner end c of the saddle surface is moved.
  • 1 to 10B show one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows the definitions of the front-rear direction, the left-right direction, the up-down direction, and the inward and outward directions of the metal element used in this embodiment.
  • Fig. 1 shows the schematic structure of a metal belt-type continuously variable transmission T mounted on an automobile.
  • the input shaft 3 connected to the crankshaft 1 of the engine E via the damper 2 uses the starting clutch 4 Connected to the drive shaft 5 of the metal belt type continuously variable transmission T via
  • the drive pulley 6 provided on the drive shaft 5 includes a fixed pulley half 7 fixed to the drive shaft 5 and a movable pulley half that can be moved toward and away from the fixed pulley half 7.
  • the movable side burley half 8 is urged toward the fixed side pulley half 7 by hydraulic pressure acting on the oil chamber 9.
  • the driven pulley 11 provided on the driven shaft 10 arranged in parallel with the drive shaft 5 includes a fixed pulley half 12 fixed to the driven shaft 10 and a fixed pulley half A movable pulley half 13 that can be moved toward and away from the movable pulley 13, and the movable pulley half 13 is attached to the fixed pulley half 12 by hydraulic pressure acting on the oil chamber 14. It is energized towards. Between the drive pulley 6 and the driven pulley 1 1 A metal belt 15 supporting a large number of metal elements 32 is wound around the metal ring assemblies 31 and 31 (see FIG. 2). Each metal ring assembly 31 is formed by laminating 12 metal rings 33.
  • a forward drive gear 16 and a reverse drive gear 17 are rotatably supported on the driven shaft 10.
  • the forward drive gear 16 and the reverse drive gear 17 can be selected by a selector 18.
  • An output shaft 19 arranged in parallel with the driven shaft 10 has a forward driven gear 20 coupled to the forward drive gear 16 and a reverse idle gear 21 connected to the reverse drive gear 1.
  • the reverse driven gear 22 that is engaged is fixed.
  • the rotation of the output shaft 19 is input to the differential 25 via the final drive gear 23 and the final driven gear 24, and is transmitted to the drive wheels W, W via the left and right axles 26, 26. .
  • the driving force of Engine E is driven shaft via crankshaft 1, damper 2, input shaft 3, starting clutch 4, drive shaft 5, drive pulley 6, metal belt 15 and driven pulley 11. It is transmitted to 10.
  • the driving force of the driven shaft 10 is transmitted to the output shaft 19 via the forward drive gear 16 and the forward driven gear 20 to cause the vehicle to travel forward.
  • the driving force of the driven shaft 10 is transmitted to the output shaft 19 via the reverse drive gear 17, the reverse idle gear 21 and the reverse driven gear 22, Drive the vehicle backward.
  • the hydraulic control unit which operates the oil pressure acting on the oil chamber 9 of the drive pulley 6 and the oil chamber 14 of the drive pulley 11 of the metal belt type continuously variable transmission T according to a command from the electronic control unit U1.
  • the speed ratio is adjusted steplessly. That is, if the hydraulic pressure acting on the oil chamber 14 of the driven pulley 11 is increased relative to the hydraulic pressure acting on the oil chamber 9 of the drive pulley 6, the groove width of the driven pulley 11 decreases, Since the effective radius increases and the groove width of the drive pulley 6 increases to decrease the effective radius, the transmission ratio of the metal belt type continuously variable transmission T decreases toward LOW. Change in stages.
  • a metal element 32 punched and formed from a metal plate material has a roughly trapezoidal element main body 34 and a pair of left and right metal ring assemblies 31 and 31 fitted together. It comprises a neck portion 36 located between the ring slots 35, 35, and a substantially triangular wire portion 37 connected to the upper portion of the element body portion 34 via the neck portion 36.
  • a pair of V-faces 39, 39 that can abut the V-grooves 38, 38 of the drive pulley 6 and the driven pulley 11 are formed at both left and right ends of the element body 34.
  • a pair of front and rear main surfaces 40 and 40 are formed on the front side and the rear side of the metal element 32 in the traveling direction and perpendicular to the traveling direction and parallel to each other.
  • An inclined surface 42 is formed at the lower part of the cylinder 0 via a locking edge 41 extending in the left-right direction.
  • concave and convex engaging portions 43 are formed on the front and rear surfaces of the portion 37, respectively, in order to connect the metal elements 32, 32 adjacent in front and rear.
  • the lower and upper edges of the ring slots 35, 35 are referred to as saddle faces 44, 44 and the lower face 45, 45, respectively, and the lower face of the metal ring assembly 31, 31, 31 is the saddle face 4. 4, 4 Abut on 4.
  • the lower edge of the element main body 34 is formed not as a straight line but as a pair of concave portions 46, 46 which are concave upwardly on both left and right sides.
  • FIG. 3 shows a load applied to the metal element 32 when the metal belt 15 is wound around the drive pulley 6 and the driven pulley 11.
  • Downward loads F 1 and F 1 are applied to the left and right saddle surfaces 4 4 and 4 4 of the metal element 3 2 by the tension of the metal ring assemblies 31 and 31, and the left and right V surfaces 3 of the metal element 3 2
  • Loads F 2 and F 2 are applied to the drive pulleys 11 and 9 from the V-grooves 38 and 38 of the driven pulley 11.
  • the upper ends of the surfaces 39, 39 are a, a
  • the lower ends are b, b
  • the inner ends of the saddle surfaces 44, 44 are c, c
  • the outer ends are d, d.
  • the upper ends a, a of the V-planes 39, 39 substantially coincide with the outer ends d, d of the saddle surfaces 44, 44.
  • the metal element 32 is deformed, and the angles of the V-planes 39 and 39 are changed. If the angle of the V-grooves 38, 38 of the drive pulley 6 or the driven pulley 11 is significantly different, the V-faces 39, 39 of the metal element 32 and the V-grooves 38, 38 of the drive pulley 6 or the driven pulley 11 will be different. There is a problem that undulations occur between them and cause abnormal wear. On the other hand, even if the metal element 32 is deformed as shown in FIG. 5B, the angle of the V-plane 39, 39 is parallel to the angle of the groove 38, 38 of the driven pulley 11 with the drive pulley 6 angle. By moving, the occurrence of the abnormal wear can be prevented.
  • E 1 in Fig. 5B is the fulcrum of the sum of the moments acting on the saddle surfaces 44, 44
  • the symbol soil is the direction of the moment acting on the saddle surfaces 44, 44
  • E is the distance between c E l
  • de is In order to minimize the effect of the sum of the moments acting on the saddle surfaces 44, 44, which indicates the distance between Oe, the concave portion should be taken into consideration when the predetermined angle exists on the V surfaces 39, 39 of the metal element 32. It is desirable that the position e of 46, 46 be near the intersection of the first line S1 and the straight line of the bow I parallel to the V plane 39, 39 from the point E1. Because the fulcrum of the sum of the moments acting on the ⁇ e line is the e point.
  • the saddle surfaces 44 and 44 Load acts on the whole area.
  • the mouth ring is generated at the moment when the metal element 32 enters the drive pulley 6 or the driven pulley 11, the metal ring aggregates 31, 3 1 are formed on the outer ends d, d of the saddle surfaces 44, 44.
  • the loads F 1 and F 1 are concentrated and the bending stress acting on the element 32 increases.
  • the element body portion 34 extending from the neck portion 36 of the metal element 32 in the left-right direction is supported in a cantilever manner in which the height Y in the vertical direction changes in the left-right direction (X-axis direction).
  • a concentrated load F1 is applied to its free end (the end of a cantilever beam of length L).
  • the height of the fixed end of the cantilever beam is Yr.
  • the height Y of the cantilever beam is defined as a function of X,
  • the second line S2 connected in a straight line has c ', c' further inside the inner ends c, c of the saddle surfaces 44, 44 and the lower end of the surfaces 39, 39.
  • the second line S 2 ′ which connects the straight line and b with each other, a further moment is generated at the center of the element body 34, so that the value of the fixed end height Yr described in the above equation (1) is obtained. Must be increased to account for this moment. Also, as shown in FIG.
  • the second line S 2 outside the element body portion 34 of the metal element 32 is formed between the lower ends 13 and b of the surfaces 39 and 39 and the saddle surfaces 44 and 44. It is composed of a part of a straight line connecting ends c and c. Then, recesses 46, 46 at the lower edge of the element body 34 are formed near point e, which is the intersection of the first line S1 and the second line S2.
  • the element main body 34 of the metal element 32 of this embodiment has the inner ends c and c of the saddle surfaces 44 and 44, the upper ends of the surfaces 39 and 39, a and V surfaces 39. , 39 form the isosceles triangle, and the surfaces 39, 39 form the base a. Therefore, the vertex c is located on the perpendicular bisector of the base ab, and the side ca (that is, saddle) is No large moment is generated on the screw surfaces 44, 44) (see Figs. 5A and 5B). As described above, according to the present embodiment, the bending of the saddle surfaces 44, 44 can be suppressed by the load F2 uniformly applied to the surfaces 39, 39.
  • the shape of the first line S 1 inside the recesses 46, 46 makes the bending strength of the element body 34 of the metal element 32 uniform in the left-right direction of the metal element 32, and It is possible to prevent stress from being concentrated on a part of 34 and contribute to improvement of durability.
  • the shape of the second line S2 outside the recesses 46, 46 prevents the generation of an extra moment on the center of the element main body 34, or on the saddle surfaces 44, 44 and makes it durable. It can contribute to improvement of the performance.
  • the V-grooves 38, 38 are evenly brought into contact with each other to prevent abnormal wear, and the pulleys 5, 1 1
  • the friction coefficient between the V-grooves 38, 38 of the metal element 32 and the V-planes 39, 39 of the metal element 32 can be sufficiently ensured.
  • the lower shape of the metal element 32 is originally a left-right symmetric curve with respect to the center line CL.
  • a parallel line is drawn from the points c and c with respect to the center line CL so that the intersection with the first line S1 is c ′, c ′, and cut so that c ′ and c ′ are straight lines. Desirable in the production of real metal elements 32 and power.
  • Fig. 8 shows the parallelism when the V-planes 39, 39 of the element body 34 were moved by the load from the grooves 38, 38 of the pulleys 6, 11, and the V-plane 39, 39
  • the relationship between the friction coefficient between the V-grooves 39 and the V-grooves 38, 38 is shown.
  • the friction coefficient decreases as the parallelism between the V-faces 39, 39 decreases. According to the present embodiment, a sufficient degree of friction can be secured by keeping the parallelism in the range of -1 to +1.
  • the belt for a continuously variable transmission according to the present invention can be suitably used for a belt-type continuously variable transmission for automobiles. It can also be used.

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Description

明細書 無段変速機用ベルト
発明の分野
本発明は、 多数の金属エレメントに形成した左右一対のリングスロットを無端状 の金属リングを複数枚積層した左右一対の金属リング集合体にそれぞれ支持してな り、 ドライブプーリおよびドリブンプ一リに巻き掛けられて駆動力の伝達を行う無 段変速機用ベルトに関する。
背景技術
かかる無段変速機用ベルトにおいて、 金属エレメントの左右の V面をプーリの V 溝に均一な面圧で密着させて偏摩耗の発生を防止すべく、 エレメン卜本体部の下縁 の V面に近い左右両端部に上向きの凹部を形成し、 該エレメント本体部を前記凹部 の位置で上下方向に撓み易くしたものが、 日本特公昭 6 3 - 4 0 9 7 9号公報、 米 国特許第 4 9 1 5 6 7 7号明細書により公知である。
しかしながら上記従来のものは、 プーリの V溝から金属エレメントの V面が圧縮 荷重を受けたとき、 その V面が平行移動せずに角度を変えながら移動するため、 V 面の上部あるいは下部がプーリの V溝に不均一に当接し、 編摩耗を必ずしも効果的 に解消することが難しかった。 また金属リング集合体の張力によって金属エレメン トのサドル面に下向きの荷重が加わったとき、 前記サドル面の曲げ荷重の分布が左 右方向に不均一になり、 金属エレメントの耐久性が低下する問題があった。
発明の開示
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、 金属エレメントのエレメント本体 部の下縁の形状を工夫することにより、 金属エレメントの耐久性を高めることを目 的とする。
上記目的を達成するために、 本発明によれば、 多数の金属エレメントに形成した 左右一対のリングスロットを無端状の金属リングを複数枚積層した左右一対の金属 リング集合体にそれぞれ支持してなり、 ドライブプーリおよびドリブンブーリに巻 き掛けられて駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトであって、金属エレメントは、 左右一対のリングスロット間に挟まれたネック部と、 ネック部の上方に一体に連な るィヤー部と、 ネック部の下方に一体に連なるエレメント本体部と、 エレメント本 体部の上面に形成されて金属リング集合体の下面を支持する左右一対のサドル面と、 エレメント本体部の左右両端に形成されて前記両プーリに当接する左右一対の V面 と、 エレメント本体部の下縁に形成されて上向きに凹む左右一対の凹部と、 を備え たものにおいて、 V面の上端を aとし、 V面の下端を bとし、 サドル面の内端を c とし、 サドル面の外端を dとしたとき、 サドル面の外端 dに金属リング集合体から 下向きの荷重が加わったときにエレメント本体部の抗折強度が左右方向に一定にな るように該エレメント本体部の下縁の第 1ラインを決定するとともに、 V面の下端 bおよびサドル面の内端 cを直線状に結ぶ第 2ラインを決定し、 第 1ラインおよび 第 2ラインの交点 e付近に前記凹部の位置を設定し、 凹部の内側において前記第 1 ラインでエレメント本体部の下縁を区画するとともに、 凹部の外側において前記第 2ラインでエレメント本体部の下縁を区画したことを特徴とする無段変速機用ベル トが提案される。
上記構成によれば、 金属エレメントのエレメント本体部の下縁の凹部よりも内側 の第 1ラインを、 サドル面の外端 dに金属リング集合体から下向きの荷重が加わつ たときにエレメント本体部の抗折強度が左右方向に一定になるように決定したので、 エレメント本体部の一部に応力が集中して耐久性が低下するのを防止することがで きる。 また金属エレメントのエレメント本体部の下縁の凹部よりも外側の第 2ライ ンを、 V面の下端 bおよびサドル面の内端 cを直線状に結ぶように決定したので、 プーリの V溝から金属エレメントに荷重が作用しても、 エレメント本体部またはサ ドル面上に余計なモーメントが発生するのを防止することができる。 更に第 1ライ ンおよび第 2ラインの交点を金属エレメントの V面の角度が変化しないように規定 することにより、 プーリの V溝との間に摩擦係数を確保するとともに、 異常摩耗が 発生するのを効果的に防止することができる。
また上記構成に加えて、 V面の上端 a、 V面の下端 bおよびサドル面の内端 cの 成す三角形は、 辺 c aおよび辺 c bの長さが等しい二等辺三角形であることを特徴 とする無段変速機用ベル卜が提案される。
上記構成によれば、 V面の上端 a、 V面の下端 bおよびサドル面の内端 cの成す 三角形が二等辺三角形であるので、 プーリの V溝からエレメント本体の V面に作用 する荷重で該 V面を平行移動させ、 プーリの V溝との間に摩擦係数を充分に確保す るとともに、 異常摩耗が発生するのを一層効果的に防止することができる。
図面の簡単な説明
図 1〜図 1 0 Bは本発明の一実施例を示すもので、 図 1は無段変速機を搭載した 車両の動力伝達系のスケルトン図、 図 2は金属ベルトの部分斜視図、 図 3は金属ェ レメントの正面図、 図 4は図 3の 4方向矢視図、 図 5 A, 図 5 Bは荷重による金属 エレメントの変形を示す図、 図 6はエレメント本体部の下縁の第 1ライン S 1の設 定手法を説明する図、 図 7はエレメント本体部の下縁の第 2ライン S 2の設定手法 を説明する図、 図 8は V面の平行度および摩擦係数の関係を示すグラフ、 図 9は E と d eとの関係を示すグラフ、 図 1 0 A, 図 1 0 Bはサドル面の内端 cの位置を移 動させた場合の作用を説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施の形態を、 添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明 する。
図 1〜図 1 0 Bは本発明の一実施例を示すものである。
尚、 本実施例で用いる金属エレメントの前後方向、 左右方向、 上下方向、 内外方 向の定義は図 2に示されている。
図 1は自動車に搭載された金属ベルト式無段変速機 Tの概略構造を示すもので、 エンジン Eのクランクシャフト 1にダンパ一 2を介して接続されたインプットシヤ フト 3は発進用クラッチ 4を介して金属ベルト式無段変速機 Tのドライブシャフト 5に接続される。 ドライブシャフト 5に設けられたドライブプ一リ 6は、 ドライブ シャフト 5に固着された固定側プーリ半体 7と、 この固定側プーリ半体 7に対して 接離可能な可動側プ一リ半体 8とを備えており、 可動側ブーリ半体 8は油室 9に作 用する油圧で固定側プーリ半体 7に向けて付勢される。
ドライブシャフト 5と平行に配置されたドリブンシャフト 1 0に設けられたドリ ブンプ一リ 1 1は、 ドリブンシャフト 1 0に固着された固定側プ一リ半体 1 2と、 この固定側プーリ半体 1 2に対して接離可能な可動側プーリ半体 1 3とを備えてお り、 可動側ブーリ半体 1 3は油室 1 4に作用する油圧で固定側プ一リ半体 1 2に向 けて付勢される。 ドライブプーリ 6およびドリブンプ一リ 1 1間に、 左右の一対の 金属リング集合体 3 1 , 3 1に多数の金属エレメント 3 2を支持してなる金属ベル ト 1 5が巻き掛けられる （図 2参照)。 それぞれの金属リング集合体 3 1は、 1 2枚 の金属リング 3 3…を積層してなる。
ドリブンシャフト 1 0には前進用ドライブギヤ 1 6および後進用ドライブギヤ 1 7が相対回転自在に支持されており、 これら前進用ドライブギヤ 1 6および後進用 ドライブギヤ 1 7はセレクタ 1 8により選択的にドリブンシャフト 1 0に結合可能 である。 ドリブンシャフト 1 0と平行に配置されたアウトプットシャフト 1 9には、 前記前進用ドライブギヤ 1 6に嚙合する前進用ドリブンギヤ 2 0と、 前記後進用ド ライブギヤ 1 Ίに後進用アイドルギヤ 2 1を介して嚙合する後進用ドリブンギヤ 2 2とが固着される。
アウトプットシャフト 1 9の回転はファイナルドライブギヤ 2 3およびフアイナ ルドリブンギヤ 2 4を介してディファレンシャル 2 5に入力され、 そこから左右の アクスル 2 6， 2 6を介して駆動輪 W， Wに伝達される。
而して、 エンジン Eの駆動力はクランクシャフト 1、 ダンパー 2、 インプットシ ャフト 3、 発進用クラッチ 4、 ドライブシャフト 5、 ドライブプーリ 6、 金属ベル ト 1 5およびドリブンプーリ 1 1を介してドリブンシャフト 1 0に伝達される。 前 進走行レンジが選択されているとき、 ドリブンシャフト 1 0の駆動力は前進用ドラ イブギヤ 1 6および前進用ドリブンギヤ 2 0を介してアウトプットシャフト 1 9に 伝達され、 車両を前進走行させる。 また後進走行レンジが選択されているとき、 ド リブンシャフト 1 0の駆動力は後進用ドライブギヤ 1 7、 後進用アイドルギヤ 2 1 および後進用ドリブンギヤ 2 2を介してアウトプットシャフト 1 9に伝達され、 車 両を後進走行させる。
このとき、 金属ベルト式無段変速機 Tのドライブプーリ 6の油室 9およびドリブ ンプーリ 1 1の油室 1 4に作用する油圧を、 電子制御ュニット U 1からの指令で作 動する油圧制御ュニット U 2で制御することにより、 その変速比が無段階に調整さ れる。 即ち、 ドライブプーリ 6の油室 9に作用する油圧に対してドリブンプーリ 1 1の油室 1 4に作用する油圧を相対的に増加させれば、 ドリブンプ一リ 1 1の溝幅 が減少して有効半径が増加し、 これに伴ってドライブプーリ 6の溝幅が増加して有 効半径が減少するため、 金属ベルト式無段変速機 Tの変速比は L O Wに向かって無 段階に変化する。 逆にドリブンプーリ 1 1の油室 1 4に作用する油圧に対してドラ イブプーリ 6の油室 9に作用する油圧を相対的に増加させれば、 ドライブプーリ 6 の溝幅が減少して有効半径が増加し、 これに伴ってドリブンプーリ 1 1の溝幅が増 加して有効半径が減少するため、 金属ベルト式無段変速機 Tの変速比は〇Dに向か つて無段階に変化する。
図 2および図 3に示すように、 金属板材から打ち抜いて成形した金属エレメント 3 2は、 概略台形状のエレメント本体部 3 4と、 金属リング集合体 3 1， 3 1が嵌 合する左右一対のリングスロット 3 5 , 3 5間に位置するネック部 3 6と、 ネック 部 3 6を介して前記エレメント本体部 3 4の上部に接続される概略三角形のィヤー 部 3 7とを備える。 エレメント本体部 3 4の左右方向両端部には、 ドライブプーリ 6およびドリブンプーリ 1 1の V溝 3 8 , 3 8に当接可能な一対の V面 3 9 , 3 9 が形成される。 また金属エレメント 3 2の進行方向前側および後側には、 該進行方 向に直交するとともに相互に平行な前後一対の主面 4 0， 4 0が形成され、 また進 行方向前側の主面 4 0の下部には左右方向に延びるロッキングエッジ 4 1を介して 傾斜面 4 2が形成される。 更に、 前後に隣接する金属エレメント 3 2， 3 2を結合 すべく、 ィャ一部 3 7の前後面にそれぞれ凹凸係合部 4 3が形成される。 リングス ロット 3 5， 3 5の下縁および上縁はそれぞれサドル面 4 4 , 4 4およびィヤー部 下面 4 5， 4 5と呼ばれ、 金属リング集合体 3 1， 3 1の下面はサドル面 4 4， 4 4に当接する。 更にまた、 エレメント本体部 3 4の下縁は直線ではなく左右両側に 上向きに凹む一対の凹部 4 6 , 4 6が形成される。
図 3には、 金属ベルト 1 5がドライブプ一リ 6およびドリブンプ一リ 1 1に巻き 付いたときに金属エレメント 3 2に加わる荷重が示される。 金属エレメント 3 2の 左右のサドル面 4 4 , 4 4には金属リング集合体 3 1， 3 1の張力により下向きの 荷重 F l， F 1が作用し、 金属エレメント 3 2の左右の V面 3 9， 3 9にはドライ ブプーリ 6あるレ、はドリブンプーリ 1 1の V溝 3 8， 3 8から荷重 F 2 , F 2が作 用する。 図 3において、 面3 9， 3 9の上端を a， aとし、 下端を b , bとし、 サドル面 4 4， 4 4の内端を c， cとし、 外端を d、 dとする。 本実施例では、 V 面 3 9， 3 9の上端 a , aは、 サドル面 4 4， 4 4の外端 d， dに略一致している。 図 5 Aに示すように金属エレメント 3 2が変形し、 その V面 3 9 , 3 9の角度が ドライブプーリ 6あるいはドリブンプーリ 1 1の V溝 38, 38の角度と大きく異 なってしまうと、 金属エレメント 32の V面 39， 39とドライブプーリ 6あるい はドリブンプーリ 1 1の V溝 38， 38との間にコジリが発生して異常摩耗の原因 となる問題がある。 それに対して、 図 5 Bに示すように金属エレメント 32が変形 しても、 その V面 39， 39の角度がドライブプーリ 6あるレ はドリブンプーリ 1 1の 溝38， 38の角度に対して平行移動すれば、 前記異常摩耗の発生を防止す ることができる。
ここで、 図 5 Bの E 1はサドル面 44, 44に作用するモーメントの総和の支点、 記号土はサドル面 44, 44に作用するモーメントの向き、 Eは c E l間の距離、 d eは Oe間の距離を示す、 サドル面 44， 44に作用するモーメントの総和の影 響を最小にするには、 金属エレメント 32の V面 39， 39に所定角度が存在する ことを考慮すれば、 凹部 46， 46の位置 eは E 1点から V面 39, 39に平行に 弓 Iいた直線と第 1ライン S 1との交点の近傍にあることが望ましい。 なぜならば〇 e線上に作用するモーメントの総和の支点は e点になるからである。
尚、 図 9において、 m= 1の線は d eと Eとの距離が等しい場合であり、 金属ェ レメント 32の V面角度 αの影響により E 1点と釣り合う e点力 S横軸の〇側（左側） にずれている。 よって、 金属エレメント 32の V面角度 αの影響に応じて e点の位 置は適宜設定することができる。 また、 図 5A, 図 5 Bにおいて、 金属エレメント 32の変形量は約 1000倍に誇張して表現している。
また、 金属エレメント 32のサドル面 44, 44に金属リング集合体 31， 3 1 の下面が均一に接触している場合には、 金属リング集合体 31, 31の下面からサ ドル面 44, 44の全域に荷重が作用する。 しかしながら、 金属エレメント 32が ドライブプ一リ 6あるいはドリブンプ一リ 1 1に嚙み込む瞬間に口一リングが発生 すると、 サドル面 44, 44の外端 d, dに金属リング集合体 31, 3 1の荷重 F 1, F 1が集中的に作用し、 エレメント 32に作用する曲げ応力が増加してしまう。 これを回避するのには、 最も辛い状態、 つまりサドル面 44, 44の外端 d, に 金属リング集合体 3 1， 31の荷重 F 1， F 1が集中的に作用する状態で、 エレメ ント 32の曲げ応力 （抗折強度） が一定になるようにすることが好ましい （図 3参 照)。 そこで、 図 6に示すように、 金属エレメント 32のネック部 36から左右方向に 張り出すエレメント本体部 34を、 左右方向 （X軸方向） に沿って上下方向の高さ Yが変化する片持ち支持梁と仮定し、 その自由端 （長さ Lの片持ち支持梁の先端） に集中荷重 F 1を加えたとする。 尚、 片持ち支持梁の固定端の高さは Y rとする。 このとき、 材料力学の分野で良く知られているように、 片持ち支持梁の曲げ応力が X軸方向に一定になるためには、 片持ち支持梁の高さ Yを Xの関数として、
Y = Yr X {(L-X) /L} … (1) で与えれば良い。 上記 （1) 式で与えられるラインを第 1ライン S 1とし、 図 3に おいて、 金属エレメント 32のエレメント本体部 34の下縁のラインの内、 セン夕 —ライン CLから凹部 46， 46までのラインは前記第 1ライン S 1に近似したラ インとされる。
次に、 金属エレメント 32の V面 39， 39に荷重 F 2， F2が作用した場合に ついて考察すると、 面39, 39の下端 b, bとサドル面 44， 44の内端 c, cとを直線状に結んだ第 2ライン S 2に対し、 図 1 OAに示すように、 サドル面 4 4, 44の内端 c, cよりも更に内側の c' ， c ' と 面39， 39の下端 ， b とを直線状に結んだ第 2ライン S 2 ' では、 エレメント本体部 34の中央部に更に モーメントが発生するため、 上記 （1) 式中に記載されている固定端高さ Yrの値 をこのモーメントを考慮して増大しなければならない。また図 10Bに示すように、 サドル面 44, 44の内端 c, cよりも更に外側の c〃 ， c〃 と V面 39, 39の 下端 b, bとを直線状に結んだ第 2ライン S 2では、 サドル面上の c〃 回りにモー メントが発生し、 金属エレメント 32が破損することが考えられる。 従って、 ブー リ 6， 11が 面39， 39を挟むことにより発生する荷重で金属エレメント 32 が破損するのを防止するには、 面の39， 39の下端13， bと内端 c， cとを直 線で結んだ線分を第 2ライン S 2とすることが望ましい。
更に、 金属エレメント 32がドライブブーリ 6およびドリブンプ一リ 1 1に挟ま れている状態においては、 金属リング集合体 31, 31の荷重 F 1， F 1がサドル 面 44， 44の全域に作用し、 かつ金属エレメント 32の V面の 39, 39に荷重 F2, F2が作用する。 このとき、 金属エレメント 32の V面 39， 39の角度変 化について考察する。 サドル面の撓み角 Θ
サドル面の撓み量 w
サドル面の内端からの距離 X
サドル面のモーメント M
サドル面の長さ L
縦弾性係数 E
断面二次モーメント I
とすると、 サドル面の撓み角 Θは微少であるため、
θ= t an 0 = dw/dX (2) が成立する。 一般的に、
d2 w/dX2 =-M/E I (3) であるから、 前記 （3) 式をサドル面 44， 44の全長に亘つて積分して、
6 = dw dX = - (1/E) S (M/ I ) dX … （4) が得られる。 この （4) 式は、 エレメント本体部 34のサドル面 44, 44の外端 (X=Lの位置） におけるサドル面 44, 44の撓み角 0が 0になるには、 サドル 面 44, 44の全長に亘つてモーメント Mを積分した値が 0になれば良いことを示 している。 即ち、 サドル面 44， 44の全長に亘つてモーメント Mを積分した値が 0になるように第 1ライン S 1および第 2ライン S 2の交点 eを規定すれば、 金属 エレメント 32の V面 39， 39の角度は変化しない。
而して、 図 3から明らかなように、 金属エレメント 3 2のエレメント本体部 34 の外側の第 2ライン S 2は、 面3 9, 3 9の下端13， bとサドル面 44， 44の 内端 c, cとを結ぶ直線の一部から構成される。 そして第 1ライン S 1および第 2 ライン S 2の交点である e点付近にエレメント本体部 34の下縁の凹部 46， 46 が形成される。
図 7から明らかなように、 本実施例の金属エレメント 3 2のエレメント本体部 3 4はサドル面 44， 44の内端 c， c、 面3 9, 3 9の上端 ， aおよび V面 3 9， 3 9の下端13， bの 3点は二等辺三角形を構成しており、 面3 9, 3 9がそ の底辺 a を構成している。 従って底辺 a bの垂直 2等分線上に頂点 c力位置する ことになり、 面39, 3 9に均等に加わる荷重 F 2によって辺 c a (つまりサド ル面 4 4， 4 4 ) に大きなモーメントは発生しない （図 5 A， 図 5 B参照）。 以上の ことから、 本実施例によれば、 面3 9 , 3 9に均等に加わる荷重 F 2によってサ ドル面 4 4 , 4 4の撓みを抑えることができる。
つまり、 凹部 4 6， 4 6の内側の第 1ライン S 1の形状により、 金属エレメント 3 2のエレメント本体部 3 4の抗折強度を金属エレメント 3 2の左右方向に均一化 し、 エレメント本体部 3 4の一部に応力が集中するのを防止して耐久性の向上に寄 与することがきる。 凹部 4 6， 4 6の外側の第 2ライン S 2の形状により、 エレメ ント本体部 3 4の中央部、 またはサドル面 4 4 , 4 4上に余計なモーメントが発生 するのを防止して耐久性の向上に寄与することができる。 更に第 1ライン S 1およ び第 2ライン S 2の交点 eにより、 前記 V溝 3 8， 3 8に均等に当接させて異常摩 耗の発生を防止するとともに、 両プーリ 5， 1 1の V溝 3 8， 3 8と金属エレメン ト 3 2の V面 3 9 , 3 9との間の摩擦係数を充分に確保することができる。
尚、 図 3において、 金属エレメント 3 2の下部形状は本来中心線 C Lに対して左 右対称な曲線であることが望ましいが、 金属エレメント 3 2を治具にセッ卜する基 準を設定するために、 c， c点から中心線 C Lに対して対して平行線を引いて第 1 ライン S 1との交点を c ' , c ' とし、 c ' ， c ' が直線となるように切断するこ と力 S現実の金属エレメント 3 2の製作において望ましい。
図 8には、 エレメント本体部 3 4の V面 3 9 , 3 9がプ一リ 6 , 1 1の 溝3 8， 3 8からの荷重で移動した時の平行度と、 V面 3 9， 3 9および V溝 3 8， 3 8間 の摩擦係数の関係を示しており、 V面 3 9， 3 9の平行度が低下するに伴って摩擦 係数が低下している。 本実施例によれば、 平行度を— 1〜+ 1の範囲に抑えて充分 な摩擦係数を確保することができる。
以上、 本発明の実施例を説明したが、 本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々 の設計変更を行うことが可能である。
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる無段変速機用ベルトは、 自動車用のベルト式無段 変速機に対して好適に使用可能であるが、 自動車以外の用途のベルト式無段変速機 に対しても使用可能である。

Claims

請求の範囲
1. 多数の金属エレメント （32) に形成した左右一対のリングスロット （35) を無端状の金属リング （33) を複数枚積層した左右一対の金属リング集合体 （3 1) にそれぞれ支持してなり、 ドライブプーリ （6) およびドリブンプーリ （11) に巻き掛けられて駆動力の伝達を行う無段変速機用ベルトであって、
金属エレメント （32) は、
左右一対のリングスロット （35) 間に挟まれたネック部 （36) と、 ネック部 （36) の上方に一体に連なるィャ一部 （37) と
ネック部 （36) の下方に一体に連なるエレメント本体部 （34) と
エレメント本体部 （34) の上面に形成されて金属リング集合体 （31) の下面 を支持する左右一対のサドル面 （44) と、
エレメント本体部 （34) の左右両端に形成されて前記両プーリ （6， 11) に 当接する左右一対の V面 （39) と、
エレメント本体部 （34) の下縁に形成されて上向きに凹む左右一対の凹部 （4 6) と、
を備えたものにおいて、
V面 （39) の上端を aとし、 V面 （39) の下端を bとし、 サドル面 （44) の内端を cとし、 サドル面 （44) の外端を dとしたとき、
サドル面 （44) の外端 dに金属リング集合体 （31) から下向きの荷重が加わ つたときにエレメント本体部 （34) の抗折強度が左右方向に一定になるように該 エレメント本体部 （34) の下縁の第 1ライン （S 1) を決定するとともに、 V面 (39) の下端 bおよびサドル面 （44) の内端 cを直線状に結ぶ第 2ライン （S 2) を決定し、
第 1ライン （S 1) および第 2ライン （S 2) の交点 e付近に前記凹部 （46) の位置を設定し、 凹部 （46) の内側において前記第 1ライン （S 1) でエレメン ト本体部 （34) の下縁を区画するとともに、 凹部 （46) の外側において前記第 2ライン （S 2) でエレメント本体部 （34) の下縁を区画したことを特徴とする 無段変速機用ベルト。
2. V面 （39) の上端 a、 V面 （39) の下端 bおよびサドル面 （44) の内端 cの成す三角形は、 辺 c aおよび辺 c bの長さが等しい二等辺三角形であることを 特徴とする、 請求項 1に記載の無段変速機用ベル卜。
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